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多重屏障体系——不让放射性物质泄漏出去

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发表时间:2021-02-19 15:43

核裂变反应会产生许多放射性物质,包括裂变碎片和它们的衰变产物及α射线、β射线、γ射线,中子等,因此有很强的放射性。设计师们建造了多重屏障体系,不让放射性物质泄漏出去,反应堆一般有三道屏障,即燃料元件包壳、压力容器和安全壳。


1.精心制作的核燃料元件
反应堆燃料元件密封在包壳中,包壳材料具有耐高温、耐高压、耐辐照、抗腐蚀等优良的物理化学性能,破损率非常低(<0.01%)。例如压水堆燃料,先做成二氧化铀烧结陶瓷体芯块(直径8~10毫米,高度10~13毫米)。然后把这些芯块装在锆合金做成的套管中(直径9~11毫米,长4米),套管要抽去空气,充入氦气,严格密封。最后把这些燃料棒按照一定规则排列,以精确的间距做成燃料组件。


2.固若金汤的压力容器
压力容器是反应堆的心脏,就像锅炉的燃烧室,这是精心加工制造的关键部件。例如100万千瓦压水堆电站的压力容器,内径达4~5米,高度达13米,重量达400~500吨。这是用20厘米厚的高级合金钢精加工制成的。它的强度大,塑性、韧性好、耐高温、耐高压、耐辐照,抗震、抗腐蚀,保证绝对没有裂缝和泄漏。


3.铜墙铁壁的安全壳
安全壳是双层结构的庞大构筑物。100万千瓦压水堆电站的安全壳直径达30~40米,高度达60~70米,外壁为1米厚的预应力钢筋混凝土,内壁为6毫米厚的钢板。能耐3~4个大气压的压力,能承受地震、飓风、龙卷风和来自内部或外部飞射物与飞机坠落的撞击,可以说这是一座坚不可摧的堡垒。安全壳定期进行检漏试验,安全壳的双壁中间可容纳从反应堆大厅来的气体。因为它保持负压,要向外泄漏气体是不容易的。安全壳里设有空气净化、喷淋水和消除氢气等系统,具有气体过滤、降温、捕集放射性核素和防止氢气爆炸等作用,能够阻止放射性核素的向外释出和减少对环境的辐射影响。
综上所述,通过纵深防御和层层设防,放射性物质是难以泄漏到环境中去的。

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